張俊

摘 要 針對(duì)人教版高中生物教材中“酶的特性”的實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)過程等方面進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新，進(jìn)一步探究了酶作為生物催化劑在化學(xué)反應(yīng)中只改變化學(xué)反應(yīng)速度，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)及其在參加化學(xué)反應(yīng)后，酶的數(shù)量與化學(xué)性質(zhì)不改變的兩個(gè)特點(diǎn)，既對(duì)教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容作了補(bǔ)充，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

關(guān)鍵詞 酶的特性 實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 創(chuàng)新思維

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B

新課標(biāo)人教版高中生物必修1《分子與細(xì)胞》第5章第1節(jié)“降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶”在知識(shí)介紹的基礎(chǔ)上，還安排了探究酶的高效性、專一性及溫度、pH對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)，但對(duì)酶作為生物催化劑在化學(xué)反應(yīng)中只改變化學(xué)反應(yīng)速度，不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)及其在參加化學(xué)反應(yīng)后，酶的數(shù)量與化學(xué)性質(zhì)不改變的特點(diǎn)卻沒有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)介紹。筆者在教學(xué)過程中設(shè)計(jì)了過氧化氫酶催化過氧化氫分解的定量實(shí)驗(yàn)就能很好地探究酶的這兩個(gè)特點(diǎn)。

1 實(shí)驗(yàn)原理及設(shè)計(jì)思路

（1） 酶作為生物催化劑在化學(xué)反應(yīng)中只改變化學(xué)反應(yīng)速度，不改變化學(xué)平衡點(diǎn)。用一定量的無機(jī)催化劑（FeCl3）和過氧化氫酶（新鮮的肝臟研磨液）分別催化等量的過氧化氫，反應(yīng)結(jié)束后應(yīng)該產(chǎn)生相等量的氧氣（氣體的量用排水法排出的水量來表示）。

（2） 酶在反應(yīng)前后其數(shù)量與化學(xué)性質(zhì)是不改變的。當(dāng)用過氧化氫酶催化一定量的過氧化氫分解后，再往原反應(yīng)裝置中加入跟前一次等量的底物（過氧化氫溶液），兩次反應(yīng)在一定時(shí)間內(nèi)氧氣的產(chǎn)生量應(yīng)該相等。

2 實(shí)驗(yàn)材料與器具

新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟（如豬肝、雞肝）研磨液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的FeCl3溶液，新配制的體積分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液，清水。

1 mL注射器，5 mL注射器，試管，50 mL燒杯，25 mL量筒，250 mL平底燒瓶，雙孔橡皮塞，單孔橡皮塞，膠皮管，導(dǎo)氣管等。

3 實(shí)驗(yàn)步驟

（1） 按圖1所示將材料用具組裝成實(shí)驗(yàn)裝置（A、B兩組），并檢查其氣密性。（試管為反應(yīng)裝置，平底燒瓶中盛有250 mL清水為排水裝置，要求進(jìn)氣管只要超出橡皮塞少許，出氣管要插入到液面下，量筒為收集排水量的裝置。平底燒瓶?jī)?nèi)清水中滴加少許紅墨水便于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）。

（2） 用兩支1 mL注射器，分別向A、B裝置的試管中注入0.1 mL FeCl3溶液、0.1 mL新鮮的肝研磨液（注射完成后，針筒從針頭上拔出，但針頭不能從橡皮塞上拔出）。

（3） 用兩支5 mL注射器，分別向A、B裝置的試管中注入2 mL H2O2溶液（注射器及針頭留在橡皮塞上不要拔出）。輕輕震蕩試管，每隔1 min記錄一次量筒中的排水量，當(dāng)反應(yīng)完全（試管中不再有氣泡產(chǎn)生）時(shí)，記錄總排水量。

（4） 記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果（表1、表2）。

4 結(jié)果與討論

由于酶具有高效性，單位時(shí)間內(nèi)B裝置的排水量大于A裝置的排水量，且B裝置先完成化學(xué)反應(yīng)，但當(dāng)兩裝置都完成反應(yīng)后，量筒中收集到的總排水量是相同的，由此說明：酶作為生物催化劑在化學(xué)反應(yīng)中只改變化學(xué)反應(yīng)速度，不改變化學(xué)平衡點(diǎn)。

5 進(jìn)一步探究

（1） 當(dāng)上述B裝置反應(yīng)結(jié)束后，把量筒中收集到的水再倒回平底燒瓶，然后塞好瓶塞，注意試管中原反應(yīng)后的液體不要棄去，檢查裝置氣密性。

（2） 用5 mL注射器，向B裝置的試管中再注入2 mLH2O2（注射器及針頭留在橡皮塞上不要拔出）。輕輕震蕩試管，每隔1 min記錄一次量筒中的排水量，當(dāng)反應(yīng)完全（試管中不再有氣泡產(chǎn)生）時(shí)，結(jié)束實(shí)驗(yàn)（表3）。

6 結(jié)果與討論

本次實(shí)驗(yàn)量筒中每隔1 min記錄的排水量與上次實(shí)驗(yàn)相同。由此說明：酶在反應(yīng)前后其數(shù)量與化學(xué)性質(zhì)是不改變的。